煤气化副产物中低级酚的分析与分离研究

发布时间：2020-05-09 02:37

【摘要】：本文在综述粗酚的来源、用途及市场、粗酚分离精制技术及研究现状基础上,以煤气化过程中产生的粗酚为研究对象,通过对不同极性色谱柱的比较分析,筛选出适合于该体系组成分析的FFAP毛细管柱,并建立了苯酚与甲酚的定性定量分析方法,获得粗酚中低级酚含量约66%,说明粗酚分离具有重要的经济价值和社会意义,可实现煤化工降本增效,符合国家产业政策。首先,根据粗酚体系组成特点设计了双塔精馏分离工艺,并搭建了粗酚预处理装置(1#塔)和苯酚与甲酚分离装置(2#塔),同时进行了物料衡算、理论塔板数测定和回流比R对产品质量的影响考察。结果表明,2#塔理论塔板数为14块;塔顶温度约95℃,压力约18k Pa的条件下,当R=5~7时,可回收约75%、纯度高达99.8%的苯酚;塔釜温度约160℃,压力约18k Pa条件下,当R=9~10时,获得甲酚含量87%的产品,回收率约为57%。然后,以来自2#塔的含甲酚87%(wt)的物料(n(3-甲基苯酚):n(4-甲基苯酚)?2:1)为原料,采用单因素实验考察了主要工艺参数对尿素络合法分离3-甲基苯酚的纯度及回收率的影响。结果表明,在n(尿素):n(3-甲基苯酚)=1.43:1,V(溶剂):V(混酚)=3.5:1,络合反应温度为90℃、时间60 min和终止析出温度为-15℃、时间100 min条件下,3-甲基苯酚回收率约为55%,纯度达97%以上。通过FT-IR谱图分析络合物中存在分子间氢键O-H…O=C。在此基础上,采用B3LY/6-311++G(3df,2p)水平对C7H7O-H…CO(NH2)2体系进行几何优化与频率计算获得络合物稳定构型并进行了自然键轨道分析。结果表明:3-甲基苯酚和4-甲基苯酚与尿素间的氢键相互作用能分别为-34.96 k J/mol和-8.20 k J/mol,证实酚羟基和尿素羰基间存在较强的氢键。氢键键长分别为0.1780 nm和0.1892 nm;静电荷转移量分别为0.031e和0.011e。最后,本文采用溴化钙络合法调节尿素络合法获得的滤液中3-甲基苯酚和4-甲基苯酚的比例2:1,循环采用尿素络合法提高3-甲基苯酚的回收率。结果显示,当n(Ca Br2):n(4-甲基苯酚)=0.6:1,反应6 h时,循环一次即可使3-甲基苯酚的回收率提高至70%。
【图文】：

国内苯酚下游产品分布结构

-甲基苯酚下游产品分布结构
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ541;TQ243

【参考文献】

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1 元丽;;甲酚生产工艺技术研究进展[J];化工技术与开发;2012年09期

2 钱宇;周志远;陈峗;余振江;;煤气化废水酚氨分离回收系统的流程改造和工业实施[J];化工学报;2010年07期

3 周银娥,陈爱刚;尿素法分离间、对甲酚工艺的优化[J];江苏化工;1997年05期

4 蒋胤;结晶法分离间、对甲酚[J];煤化工;1995年01期

5 白效言;曲思建;王利斌;张樝;王世宇;;低温热解煤焦油粗酚精馏的初步研究与模拟计算[J];煤炭学报;2011年04期

6 伍林,宗志敏,魏贤勇,陈清如;煤焦油分离技术研究[J];煤炭转化;2001年02期

7 毛学锋;李文博;高振楠;谷小会;杜淑凤;史士东;;工艺条件对煤液化油中酚类化合物的影响研究[J];煤炭转化;2010年01期

8 李军;张德祥;蒋子标;冯慧;金振寰;;煤直接液化粗油提质加工工艺研究现状[J];煤化工;2013年01期

9 刘庆伟;;粗酚精制工序的改造技术[J];黑龙江科技信息;2007年24期

10 张仡民;甲酚的开发应用与发展[J];山东化工;2002年06期

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1 吕小林;络合分离提纯间甲酚的工艺研究[D];北京化工大学;2011年

2 董秀丽;小分子和水分子间氢键的理论研究[D];曲阜师范大学;2005年

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本文编号：2655463